[发明专利]一种基于DSP的无人空中加受油激光视觉跟踪方法

说明书

本发明涉及一种基于DSP的无人空中加受油激光视觉跟踪方法，包括以下步骤：DSP(TMS320C6678)的底层初始化配置；DSP与网络相机的通信与图像采集；DSP与激光传感器的通信；在DSP平台上实现Meanshift迭代算法融合激光数据对目标的快速、准确跟踪；跟踪结果的输出与上位机显示。采用本发明在嵌入式视觉领域，针对高速飞行的无人飞行器系统，能够快速、高效、准确地实现对运动目标的跟踪，同时具有可扩展性强，外接其他模块简单等优点，充分发挥DSP(TMS320C6678)的性能来提高算法的运行速度和精确度。

技术领域

本发明属于机器人视觉领域，具体涉及一种无人空中加受油激光视觉跟踪方法，基于DSP(TMS320C6678)平台，主要利用基于相机和激光的视觉技术来定位运动目标的三维坐标。

背景技术

目前，机器人视觉是机器人研究的重要研究领域之一。传统的机器人视觉系统大多是基于PC构架的，基于PC架构的图像处理系统主要有通用性强，可扩展性强等优点，但其运行的是功能复杂的windows操作系统，较多的系统资源消耗在系统服务中，从而影响整个系统的计算性能和实时性。而对于无人空中加受油来说，快速的动态特性，高的飞行速度则决定了视觉系统必须要有高实时性和高准确性，同时对于尺寸也有相应的要求。这些因素限制了PC架构视觉系统的使用。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于DSP的无人空中加受油激光视觉跟踪方法。

技术方案

一种基于DSP的无人空中加受油激光视觉跟踪方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：对DSP进行初始化，同时通过DSP的网络接口和RS485接口对相机和激光进行初始化设置；

步骤2：通过DSP的网络接口采集相机的图像，并对图像做滤波、格式转换预处理；采用如下公式将相机输出格式由YUV转为RGB，其中YUV为256级别：

R＝Y+1.402(V-128)

G＝Y-0.34414(U-128)-0.71414(V-128)

B＝Y+1.772(U-128)

步骤3：通过RS485接口读取激光测距传感器的数据，并根据激光的输出协议转换成实际距离；

步骤4：利用meanshift聚类算法计算跟踪目标的三维坐标：

步骤4a：选取核函数：

所述的核函数：X代表一个d维的欧式空间，x是该空间中的一个点，用一列向量表示，x的模||x||²＝xTx，R表示实数域，如果一个函数K:X→R存在一个剖面函数：k:[0,∞]→R，即：

K(x)＝k(||x||²)

并且满足：(a)k是非负的；

(b)k是非增的，即如果a＜b，那么k(a)≥k(b)；

(c)k是分段连续的，并且

步骤4b：描述目标模型：

在图像初始帧中人工选取跟踪目标区域，假设其中有n个像素用{z_i}_i＝1…_n表示其位置，对选中的区域的颜色空间均匀划分，得到由m个相等的区间构成的颜色直方图；目标模型的概率密度q_u可表示为下式，其中u＝1…m：